高速公路视频监控系统要点技术的分析

摘 要：新时期，高速公路对促进我国的交通运输业的发展起着巨大作用。然而，高速公路的视频监控系统对于及时发现和解决交通问题具有重要作用，大大减少了交通事故的发生，更好的保障了高速公路的运输畅通和人们生命财产安全。视频监控系统的要点技术很多，本文根据高速公路监控系统的结构，举例简述一下EPON 技术以及其在高速公路视频监控中的应用。

关键词：高速公路；视频监控系统；要点技术0、引言

对比一般的公路，高速公路的优点相对较多，比如说高速工作线形好、 设计要求高、交通运输量大、行车速度快等特点，然而，如果不利用科学先进的管理措施进行秩序监督和维护， 那么在车流量大、天气条件恶劣的情况下，非常容易突发意外交通事故导致交通阻塞。所以， 在一些车流量特别大的高速公路上建构全程的视频监控系统是十分有必要的。这些视频监控系统可以监控高速公路的交通流量大小和交通运行情况；还可以对特殊天气状况进行气象检测；对特殊路段进行适时增加监视和控制；从而及时察觉出现的意外情况并尽早采取应急措施，确保高速公路快速、安全、稳定地运行管理。高速公路视频监控系統是采用沿路的外场监控设备及时、精确、全面地搜集并预报高速公路的各类具体情况，例如交通运输量大小、突发安全事故、具体路况以及拥挤状况等，方便道路管理者通过视频监控中心的显示设备及时直观地了解和分析交通运行状况。当发现交通运行状况异常的时候，监控中心的人员能及时确定事故损伤情况或事故所造成的受阻区域，如何尽早发布相应的诱导和救援信息，通知交警进行紧急救援。所以说，视频监控系统的建立在高速公路中对实时发现问题和解决问题十分有必要。高速公路视频监视系统中的要点技术很多，下面我们主要来探讨其中的EPON 技术在高速公路视频监控系统中的应用。EPON是一种新型的光纤接入网技术，逐渐被推广使用，并且在很大程度上成为主流运用技术。

1、高速公路视频监控系统的建构

高速公路视频监控系统是监控系统中的重要构成部分，在高速公路管理中起着举足轻重的作用。在高速公路中部署视频监控系统，不仅可以高速公路中车辆行驶情况，还能及时发现高速公路中车辆行进过程中的违规现象以及突发事故，并在最短的时间内迅速提出解决途径，高速公路中视频监控系统发挥着重要作用，大大降低了高速公路上安全事故的发生率， 有效提高了人们的自觉性。维护高速公路的有序运营。

视频监控系统作为构成监控系统的重要组成部分，视频监控系统的核心是计算机，组合多媒体技术、计算机网络媒介，把监控的信息和资料通过摄像机、网络光纤、矩阵控制机器等装备传递到监控中心的计算机桌面上，还可以把相关的控制指令通过电脑进行传输，把各种信息管理系统结合在一起，更加有效的服务于运营管理服务，可以大大提升管理的水平和效益。

高速公路视频监控系统通常有两部分构成，即道路监控和道路收费监控。一是道路监控系统主要是监控高速公路的特殊和重点路段，例如对干线、互通立交路段、隧道的监控，及时了解高速公路交通运输情况，实时观察和发现高速公路的车辆拥堵路段、监视车辆违章行驶，及时引导车辆避免向堵塞路段行驶，有效维护高速公路的安全运行和车辆畅通。二是收费监控系统对车道收费站、收费广场、收费亭进行收费情况监控，并且实时观察和准确记录通过收费车道的车辆类型、收费员的操作流程以及收费过程中的突发意外和特殊情况，进行实时有效的监督和管理。

2、EPON 技术的慨况

2.1、EPON 技术，是通过光纤接入以太网的技术，运用多点结构共存的形式，多用户在以太网上同时进行工作，能更加有效地消除用户端和局端所使用设备之间的电磁干扰，维护整个系统的高效运行和安全使用。使用EPON技术时不需要签订另外的协议，就能够使终端用户快速地接收到光信号，并且用户的数据信息也在中心网络中被收集起来。

2.2、EPON的组成部分

整个EPON的注意组成部分是无源光网络和以太网，其中的无源光网络的组成部分是OLT、ODN和ONU，然后按照以太网的协议规定，与以太网进行接入，然后完成项目活动。终端设施是OLT，它以交换器或者路由器的运行方式，给不同的业务活动提供平台支撑，通常安置在中心机房。OLT属于EPON技术的核心，担负着为用户传输信息、合理安排所需宽带、 测量距离等任务，分为上行和下行两部分。ODN属于无源光网络，分为两部分，分别是光纤和无源光分路器，无源设备不需要连接电源，也不容易遭到外界的电磁的干扰，所以说，在设计工程中要充分考虑业务对象的特性、密度大小、具体地理环境等多种要素。ONU属于接收单元，放置在用户端，对用户的业务项目需求进行合理的调整，遵循以太网协议，及时接收终端设备所发送的信息和数据，并帮助用户将接收到的数据转换成用户需要的接收格式 。

2.3、EPON 技术的特点

EPON技术建立成本低，便于维护。建构整个EPON技术时，通常采用的一对多的分散结构，比起一对一的结构形式节约了大量的光纤。在进行传递的工程中，不需要使用电源，不用电子零件，大大降低了铺设和管理的成本，合理分配宽带，大大扩大了覆盖的范围。在EPON中，上下行互相对称，不同的业务平行。通过动态的数学计算方法，实时实地分配带宽。采用一对多的结构模式，只需要一个局端的光纤设施就可以去连接更多的终端业务，还可以让宽带速度提高到客户满意程度。无源装备不需要使用电源装置，其自身很少出现故障，阻止了外部环境的电磁干扰。比起有源设备，无源设备优点更多，能避免雷击损坏和停电影响， 即使在恶劣环境下无源设备的使用的可行性和安全性还是很强，能够照常运行。EPON在运行时分上行和下行， 在上行的过程中OUN属于接收单元，负责接收终端装置发出的信号，它不接收其他单元发出的信号，在终端装置上能进行通信设置。

3、EPON在高速公路视频监控系统中的运用

3.1、EPON在高速公路视频监控系统中的结构

随着高速公路发展进程的不断加快，维护高速公路的运营安全工作已经迫在眉睫，所以在高速公路部署视频监控系统是非常有必要的，高速公路视频监测系统可以及时发现问题、引导解决问题。高速公路视频监控系统一般由公路沿线全程监控、隧道监控、收费站点监控 、服务区和收费区监控等构成，沿线铺设的光纤作为系统传递媒介。在高速公路监控系统中，EPON作为视频监控系统的传递平台，因为EPON中的ONU与OLT之间距离为20千米，所以需要安装多个OLT设备，通常安装在高速公司的通信站点，OLT设备通过配置若干PON口完成沿线监控系统的接入，其结构示意如图1所示 。

图 1 EPON技术在高速公路视频监控系统中的结构

沿线监控为了节约光纤资源，通常采用5比95的逐级分光形式。于此同时，高速公司沿线部署的监控设备比较分散，例如在隧道中，一般情况下相邻的两个监控点之间的距离是200米，所以通常一个ONU装置需要连接一路的监控点，ONU装置通过以太网与视频监控系统的编码器互相联系。同时，使用具有ONU功效的编码器降低设备的单点故障率，有助于提升系统的可靠性。在通信站，OLT装置采用以太网连接到高速公路的传递平台，从而实现与通信中心监控平台的信息传递。EPON技术可利用树形线性网络连接结构，通过各节点之间的无源散光，还能供应高达1 Gbps的带宽，非常适合高速公路视频监控系统的网络传输。

3.2、EPON存在的问题以及解决措施

随着高速公路对视频监控的要求越来越高，高速公路监控传递系统中网络业务数据流量不断增大、实时性不断提高，导致其在与数字视频技术相结合的过程中，会出现由于报文大小变化而引发的带宽阻塞的现象，即峰值出现时，带宽不够的问题会影响到视频以及存储流的实时传输质量。带宽不够的话不仅会影响网络的某些性能，还会导致业务无法顺利进行，带宽问题是EPON传输机制在网络中能否顺利实现和业务传输是否畅通的重要保障。

同时，EPON通過单芯传递的形式，节点故障可能会引发EPON 双向链接问题。可以采用组播技术解决带宽问题。具体解决办法是在OLT及ONU端设置组播转发或透传功效。在同源齐发的情况下降低流复制引起的带宽压力。可通过管道内双线备份的方法解决EPON 单芯传输故障。结合以上EPON所具备传输原理、实时性、灵活应变性、数据安全性、经济性等特性，证明在高速公路视频监控传递设备中运用EPON传输是行之有效的方式。

4、结束语

总而言之，EPON？技术广泛的使用到高速公路的视频监控系统当中，对于提高高速公路的安全运行能力和维护高速公路的性能起着重要作用。？就现在来看，因为经济发展越来越快，所以对于高速公路的使用和应用也越来越普遍，并且对于高速公路的视频监控的的质量也要求的越来越高了。我们要利用这方面的技术以及各种措施，更加重视对？EPON？技术的研究和完善，并应用到高速公路视频监控中去。

参考文献

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[2]王斌.基于嵌入式一体化智能高清摄像机的高速公路视频监控系统研究与应用[D].长安大学学报，2013（02）.

[3]洪伟鹏，孙耀波.EPON技术在高速公路视频监控系统中的应用研究[J].公路，2010，（01）： 102-105.

作者简介：王东平（1976.07---），男（汉族），河南商丘人，交通工程工程师，大专学历，从事高速公路机电工程施工管理工作。